Arduino basierte Quiz Box: Unterschied zwischen den Versionen

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== Einleitung ==
== Einleitung ==
Die Spieler müssen 3 Rätsel lösen, die von der Quiz Box ausgegeben werden. Sobald alle Rätsel richtig gelöst sind, öffnet sich automatisch eine kleine Kiste, die den Code für das nächste Schloss enthält. Die Quiz Box ist mit mehreren Displays, Potentiometern und RGB-LEDs ausgestattet und die Rätsel werden nacheinander ausgegeben. Es gibt einen Haupt-Display mit einer Haupt-LED. Darunter befinden sich drei kleinere Displays mit jeweils einer LED und einem Potentiometer.
Die Spieler müssen 3 Rätsel lösen, die von der Quiz Box ausgegeben werden. Sobald alle Rätsel richtig gelöst sind, öffnet sich automatisch eine kleine Kiste, die den Code für das nächste Schloss enthält. Die Quiz Box ist mit 3 Displays, 3 Potentiometern 2 RGB-LEDs und ein RGB LED Platine ausgestattet und die Rätsel werden nacheinander ausgegeben. Es gibt einen Haupt-Display (D1) mit einer Haupt-Leuchte (RGB LED Platine 1). Darunter befinden sich zwei kleinere Displays (D2, D3) mit jeweils einer RGB-LED und einem Potentiometer.
Die CAD-Zeichnung der Quiz Box wird noch hinzugefügt.
Die CAD-Zeichnung der Quiz Box wird noch hinzugefügt.


Rätsel:  
Rätsel:  


1. Auf dem großen 2.4 Zoll Display werden immer zwei Zahlen mit einem Komma getrennt ausgegeben. Zu jedem Zahlenpaar leuchtet die große RGB LED Platine und jede Farbe steht für eine Verfahrensart, mit der die Zahlen verrechnet werden. Beispielsweise rot für +, grün für × und blau für -. Die Spieler müssen dann das richtige Ergebnis über das Potentiometer am großen Display eingeben.
1. Auf dem Display (D1) werden immer zwei Zahlen mit einem Komma getrennt ausgegeben. Zu jedem Zahlenpaar leuchtet die große RGB LED Platine 1 und jede Farbe steht für eine Verfahrensart, mit der die Zahlen verrechnet werden. Beispielsweise rot für +, grün für × und blau für -. Die Spieler müssen dann das richtige Ergebnis über das Potentiometer 1 am großen Display (D1) eingeben.


2.  
2.  
Am großen 2,4 Zoll Display wird eine Rechenaufgabe ausgegeben, welche aus zwei gebenden Zahlen und einer Variablen besteht. Die Konstante wird ebenfalls ausgegeben und die Spieler können über einen der kleinen 0.9 Zoll Display den Wert der Variable x verstellen. Das verstellen erfolgt über das Potentiometer.  
Am Display (D1) wird eine Rechenaufgabe ausgegeben, welche aus zwei gebenden Zahlen und einer Variablen besteht. Die Konstante wird ebenfalls ausgegeben und die Spieler können über einen der kleinen Displays (D2 oder D3) den Wert der Variable x verstellen. Das verstellen erfolgt über das Potentiometer (P2 oder P3).  


Beispielaufgabe (leicht) : 100 + x/2 = 150 , Ergebnis: x = 100 muss am Potentiometer eingestellt werden.  
Beispielaufgabe (leicht) : 100 + x/2 = 150 , Ergebnis: x = 100 muss am Potentiometer eingestellt werden.  


3. Die RGB LED Platine  leuchtet 3-mal in verschiedenen Farben. Auf den kleinen Displays können die Zahlenwerte mit dem Potentiometer zwischen 0 und 255 verändert werden. Die LEDs verändern je nach eingestellter Zahl ihre Farbe und es muss der richtige Wert eingestellt werden, sodass die LED am kleinen Display genau in der gleichen Farbe leuchtet, wie die Haupt-LED
3. Die RGB LED Platine  leuchtet 3-mal in verschiedenen Farben. Auf den Displays D2 und D3 können die Zahlenwerte mit dem Potentiometern P2 und P3 zwischen 0 und 255 verändert werden. Die LEDs verändern je nach eingestellter Zahl ihre Farbe und es muss der richtige Wert eingestellt werden, sodass die RGB LED 1 am kleinen Display D2  genau in der gleichen Farbe leuchtet, wie der RGB LED Streifen 1.




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| 3  || Push Button für Neustarten muss funktionsfähig sein. || mittel ||Anivesh Kumar || 10.10.24 || ||  
| 3  || Push Button für Neustarten muss funktionsfähig sein. || mittel ||Anivesh Kumar || 10.10.24 || ||  
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| 4  || Push Button muss über ein Interrupt funktionieren. || niedrig ||Anivesh Kumar || 10.10.24 || ||  
| 4  || Push Button muss über ein Interrupt entprellt werden. || niedrig ||Anivesh Kumar || 10.10.24 || ||  
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| 5  || Servo Motor muss nach Spielende den Deckel öffnen. || hoch || Marius Hoffknecht || 10.10.24 || ||  
| 5  || Servo Motor muss nach Spielende den Deckel öffnen. || hoch || Marius Hoffknecht || 10.10.24 || ||  
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| 7  || Das Lösungsbox muss in eine Schuhkarton passen. || mittel ||Anivesh Kumar || 11.10.24 || ||  
| 7  || Das Lösungsbox muss in eine Schuhkarton passen. || mittel ||Anivesh Kumar || 11.10.24 || ||  
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== Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf ==
== Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf ==




[[Datei:Layout QuizBox.jpg|mini|rechts|Abb. 01: Zeichnung Quiz Box]]
 
[[Datei:Layout QuizBox v2.jpg|mini|rechts|Abb. 01: Zeichnung Quiz Box]]
[[Datei:Funktionale Systementwurf QuizBox.jpg|mini|rechts|Abb. 02: Funktionaler Systementwurf]]
[[Datei:Funktionale Systementwurf QuizBox.jpg|mini|rechts|Abb. 02: Funktionaler Systementwurf]]
[[Datei:Technische Systementwurf von Quiz Box.jpg|mini|rechts]|Abb. 03: Technischer Systementwurf]]
[[Datei:Technische Systementwurf v2.jpg|mini|rechts|Abb. 03: Technischer Systementwurf]]


Technischer Systementwurf:
Technischer Systementwurf:


Der Arduino Mega wird als Controller verwendet und vom Netzteil mit Spannung versorgt. Die drei Displays werden über den Multiplexer angesteuert, da der Arduino Mega nur jeweils eine SCL und SDA Schnittstelle hat. Der Multiplexer verfügt über mehrere dieser Schnittstellen. Der große Display wird am Multiplexer an SD2 und SC2 angeschlossen. Die kleinen Displays werden an SC3 und SD3, sowie an SC4 und SD4 angeschlossen. Zudem benötigen die Displays einen Anschluss an die Versorgungsspannung und an Ground. Zur Steuerung der Displays wird der I2C-Bus verwendet.
Der Arduino Mega wird als Controller verwendet und vom Netzteil mit Spannung versorgt. Hier wird ein 2.2 Zoll TFT Display (D1) verwendet die über den SPI Bus angesteuert, und weitere 2x 0.96 Zoll OLED Displays (D2, D3) die über den I2C bus angesteuert werden. Zudem benötigen die Displays (D1,D2,D3) einen Anschluss an die Versorgungsspannung (VCC) und an Ground (GND). Die Display D1 hat 7 Anschlüsse die an der Arduino Mega verbunden müssen, Anschlüsse: MOSI, MISO, SCK, CS, DC, RST, LED, werden an jeweiligen Pins: 51, 50, 52, 11, 10, 9, 12 angeschlossen.
Die RGB-LEDs werden mit einem Vorwiderstand von 200 Ohm direkt an die PWM-Digital-Pins 2-7 angeschlossen. Die RGB-LED-Platine hat vier Anschlüsse. Zwei davon direkt auf Ground, einer an die Versorgungsspannung und ein Signalpin. Der Signalpin wird an den Digitalpin D3 des Arduino angeschlossen.  
Die RGB-LEDs werden mit einem Vorwiderstand von 200 Ohm direkt an die PWM-Digital-Pins des Arduino Megas 2-7 angeschlossen, RGB LED 1 an Pins: 2,3,4 und RGB LED 2 an Pins: 5,6,7. Die RGB-LED-Platine hat vier Anschlüsse. Zwei davon direkt auf Ground, einer an die Versorgungsspannung und ein Signalpin. Der Signalpin wird an den Digitalpin D3 des Arduino angeschlossen.  
Die Potentiometer haben drei Anschlüsse. Neben der Versorgungsspannung und Ground, werden die Analogpins an den Eingängen A0, A1 und A2 am Arduino Mega angeschlossen. Der Servo Motor wird ebenfalls an die Versorgungsspannung und an Ground angeschlossen. Zudem wird der Signalanschluss an PWM Pin 10 des Arduino Mega verbunden. Der Push-Button wird an Digital Pin D8 des Arduinos angeschlossen und muss vor Benutzung entprellt werden.
Die Potentiometer haben drei Anschlüsse. Neben der Versorgungsspannung und Ground, werden die Analogpins am Arduino Mega angeschlossen, d.H Poti 1 an A0, Poti 2 an A1 und Poti 3 an A2. Der Servo Motor wird ebenfalls an die Versorgungsspannung und an Ground angeschlossen. Zudem wird der Signalanschluss an PWM Pin 10 des Arduino Mega verbunden. Der Push-Button wird an Digital Pin D8 des Arduinos angeschlossen und muss vor Benutzung entprellt werden.




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|3  || 2 || RGB-LED || https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-common-cathode
|3  || 2 || RGB-LED || https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-common-cathode
|-
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|4  || 2 || 0,96 Zoll I2C OLED-Display || https://www.amazon.de/AZDelivery-Display-Arduino-Raspberry-gratis/dp/B01L9GC470/ref=asc_df_B01L9GC470/?tag=googshopde-21&linkCode=df0&hvadid=696184104678&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=17487997498744911011&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=9117198&hvtargid=pla-2281435176458&mcid=f65961a6f53d3005b3fabb25d3287c59&th=1&hvocijid=17487997498744911011-B01L9GC470-&hvexpln=75&gad_source=1
|4  || 2 || 0,96 Zoll I2C OLED-Display (Addressierbar) || https://funduinoshop.com/en/electronic-modules/displays/oled/oled-0.96-128x64px-i2c-with-jst-xh2.54-4p-socket
|-
|-
|5  || 3 || Potentiometer (10kOhm) || https://www.reichelt.de/drehpotentiometer-mono-10-kohm-linear-6-mm-rk09k113-lin10k-p73815.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIpq2p75eEiQMV062DBx1wpANgEAQYByABEgKisvD_BwE
|5  || 3 || Potentiometer (10kOhm) || https://www.reichelt.de/drehpotentiometer-mono-10-kohm-linear-6-mm-rk09k113-lin10k-p73815.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIpq2p75eEiQMV062DBx1wpANgEAQYByABEgKisvD_BwE
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|6 || 2 || Breadboard || https://funduinoshop.com/bauelemente/steckbretter-und-platinen/steckbretter/breadboard-steckbrett-mit-830-kontakten
|6 || 2 || Breadboard || https://funduinoshop.com/bauelemente/steckbretter-und-platinen/steckbretter/breadboard-steckbrett-mit-830-kontakten
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|7  || 1 || Spannungsversorgung/Netzteil 9V-2.5A || https://www.amazon.de/MyVolts-EU-Netzteil-kompatibel-Arduino-Boardcomputer/dp/B07B4HWFYR/ref=asc_df_B07B4HWFYR/?tag=googshopde-21&linkCode=df0&hvadid=696221983353&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=10227365689686461280&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=1004582&hvtargid=pla-2364001820358&psc=1&mcid=3eb391a97141344d97362d6eccee5c4c&th=1&psc=1&gad_source=1
|7  || 1 || Spannungsversorgung/Netzteil 9V-2A || https://www.reichelt.de/steckernetzteil-18-w-9-v-2-a-hnp-18-090v2-p298327.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjwpbi4BhByEiwAMC8JnVhx27iWHYBs7eWoPl3zBAQboPI9XpAuNrob9TcWDzpgbeIBAifPDBoCFi4QAvD_BwE
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|8  || 1 || Servo Motor 5V, 180 Grad || https://www.amazon.de/Miuzei-Servomotor-Metall-Getriebe-Flugzeug-Modellbau/dp/B0BTYNYP6M?source=ps-sl-shoppingads-lpcontext&ref_=fplfs&smid=ADX1E4W4DEI4I&th=1
|8  || 1 || Servo Motor 5V, 180 Grad || https://www.reichelt.de/servo-high-end-micro-analog-jamara-033212-p238316.html?&nbc=1
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|-
|9  || 1 || RGB-LED-Platine WS2812 -> Einzel addressierbar || https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-platine-ws2812-vergleichbar-mit-neopixel-verschiedene-groessen
|9  || 1 || RGB-LED-Platine WS2812 -> Einzel addressierbar || https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-platine-ws2812-vergleichbar-mit-neopixel-verschiedene-groessen
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|11  || 1 || Lösungsbox Gehäuse (3D-Druck) || kein
|11  || 1 || Lösungsbox Gehäuse (3D-Druck) || kein
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|12  || 9 || Widerstände (200 Ohm) || https://www.reichelt.de/de/de/widerstand-metallschicht-200-ohm-0207-0-6-w-1--metall-200-p11609.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjw9p24BhB_EiwA8ID5Bqu7fZkor6Goc2FLSAPN7G5r5AtZQqk35ApUG4aGrIu1iPSfapAK9RoCPhoQAvD_BwE&&r=1
|12  || 6 || Widerstände (200 Ohm) || https://www.reichelt.de/de/de/widerstand-metallschicht-200-ohm-0207-0-6-w-1--metall-200-p11609.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjw9p24BhB_EiwA8ID5Bqu7fZkor6Goc2FLSAPN7G5r5AtZQqk35ApUG4aGrIu1iPSfapAK9RoCPhoQAvD_BwE&&r=1
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|13 || 1 || Breadboard Netzteil || https://funduinoshop.com/diy-werkstatt/stromversorgung/batteriefaecher-und-klemmen/stromversorgungsmodul-fuer-breadboards-typ-mb102-3.3v-5v
|13 || 1 || Breadboard Netzteil || https://funduinoshop.com/diy-werkstatt/stromversorgung/batteriefaecher-und-klemmen/stromversorgungsmodul-fuer-breadboards-typ-mb102-3.3v-5v
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|16 || 1 || DC Hohlstecker Y-Verteiler || https://www.berrybase.de/dc-hohlstecker-5-5-x-2-1mm-y-verteiler-1x-buchse-2x-stecker?number=DCY1Z2&utm_source=google&utm_medium=cpc&gad_source=1&gbraid=0AAAAADSQJK4hh8xVGUmdRw2V0lESwVKvG
|16 || 1 || DC Hohlstecker Y-Verteiler || https://www.berrybase.de/dc-hohlstecker-5-5-x-2-1mm-y-verteiler-1x-buchse-2x-stecker?number=DCY1Z2&utm_source=google&utm_medium=cpc&gad_source=1&gbraid=0AAAAADSQJK4hh8xVGUmdRw2V0lESwVKvG
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|17 || 1 || 2.4 Zoll TFT SPI Display || https://www.roboter-bausatz.de/p/2-4-tft-lcd-display-modul-ili9341-240x320?sPartner=8&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIi9SmqZeGiQMV5ICDBx1UaCKxEAQYBiABEgIwHvD_BwE
|17 || 1 || 2.2 Zoll TFT SPI Display || https://www.reichelt.de/entwicklerboards-display-lcd-2-2-220-x-176-pixel-ili9225-debo-lcd-2-2-p282504.html?&nbc=1


|}
|}


== Komponentenspezifikation ==
== Komponentenspezifikation ==


== Umsetzung (HW/SW) ==
== Umsetzung (HW/SW) ==
[[Datei:Verdrahtungsplan Quiz Box v1.jpg|mini|links|Abb. 04: Verdrahtungsplan von Quiz Box]]<br>
[[Datei:Arduino basierte Quiz Box PAP v4.png|mini|links|Abb. 05: Projekt Ablauf Plan von Quiz Box]]


== Komponententest ==
== Komponententest ==
{| class="wikitable"
|+ style = "text-align: left"|
|-
! Nr. !! Anz.    !! Beschreibung  !! Link !! Teststatus
|-
|1 || 1 || [[Arduino|Arduino Mega 2560]] || https://funduinoshop.com/en/electronic-modules/other/microcontroller/funduino-mega-2560-r3-microcontroller-arduino-compatible || getestet
|-
|2 || 1 || Push-Button || https://funduinoshop.com/bauelemente/taster-und-schalter/taster/taster-mit-farbigem-knopf-12-12-6mm/12-12-9mm || getestet
|-
|3  || 2 || RGB-LED || https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-common-cathode || getestet
|-
|4  || 2 || 0,96 Zoll I2C OLED-Display (Addressierbar) || https://funduinoshop.com/en/electronic-modules/displays/oled/oled-0.96-128x64px-i2c-with-jst-xh2.54-4p-socket || getestet
|-
|5  || 3 || Potentiometer (10kOhm) || https://www.reichelt.de/drehpotentiometer-mono-10-kohm-linear-6-mm-rk09k113-lin10k-p73815.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIpq2p75eEiQMV062DBx1wpANgEAQYByABEgKisvD_BwE  || getestet
|-
|6 || 2 || Breadboard || https://funduinoshop.com/bauelemente/steckbretter-und-platinen/steckbretter/breadboard-steckbrett-mit-830-kontakten || getestet
|-
|7  || 1 || Spannungsversorgung/Netzteil 9V-2A || https://www.reichelt.de/steckernetzteil-18-w-9-v-2-a-hnp-18-090v2-p298327.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjwpbi4BhByEiwAMC8JnVhx27iWHYBs7eWoPl3zBAQboPI9XpAuNrob9TcWDzpgbeIBAifPDBoCFi4QAvD_BwE || getestet
|-
|8  || 1 || Servo Motor 5V, 180 Grad || https://www.reichelt.de/servo-high-end-micro-analog-jamara-033212-p238316.html?&nbc=1 || getestet
|-
|9  || 1 || RGB-LED-Platine WS2812 -> Einzel addressierbar || https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-platine-ws2812-vergleichbar-mit-neopixel-verschiedene-groessen || getestet
|-
|10  || 1 || Quiz-Box Gehäuse ggf(3D-Druck) || kein || kein Test notwendig
|-
|11  || 1 || Lösungsbox Gehäuse (3D-Druck) || kein || kein Test notwendig
|-
|12  || 6 || Widerstände (200 Ohm) || https://www.reichelt.de/de/de/widerstand-metallschicht-200-ohm-0207-0-6-w-1--metall-200-p11609.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjw9p24BhB_EiwA8ID5Bqu7fZkor6Goc2FLSAPN7G5r5AtZQqk35ApUG4aGrIu1iPSfapAK9RoCPhoQAvD_BwE&&r=1 || getestet
|-
|13 || 1 || Breadboard Netzteil || https://funduinoshop.com/diy-werkstatt/stromversorgung/batteriefaecher-und-klemmen/stromversorgungsmodul-fuer-breadboards-typ-mb102-3.3v-5v || getestet
|-
|14 || ? || Jumper Kabel m/m || https://www.reichelt.de/entwicklerboards-steckbrueckenkabel-40-pole-m-m-30-cm-debo-kabelset15-p282701.html?&nbc=1 || getestet
|-
|15 || ? || Jumper Kabel f/m || https://www.reichelt.de/entwicklerboards-steckbrueckenkabel-40-pole-f-m-15-cm-debo-kabelset10-p282696.html?&nbc=1 || getestet
|-
|16 || 1 || DC Hohlstecker Y-Verteiler || https://www.berrybase.de/dc-hohlstecker-5-5-x-2-1mm-y-verteiler-1x-buchse-2x-stecker?number=DCY1Z2&utm_source=google&utm_medium=cpc&gad_source=1&gbraid=0AAAAADSQJK4hh8xVGUmdRw2V0lESwVKvG || getestet
|-
|17 || 1 || 2.2 Zoll TFT SPI Display || https://www.reichelt.de/entwicklerboards-display-lcd-2-2-220-x-176-pixel-ili9225-debo-lcd-2-2-p282504.html?&nbc=1 || getestet
|}


== Ergebnis ==
== Ergebnis ==
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== Projektunterlagen ==
== Projektunterlagen ==
=== Projektplan ===
===Projektplan===
=== Projektdurchführung ===
[[Datei:Projektplanung1.png|Abbildung 04: Projektplanung mit Gantt]]
 
== YouTube Video ==


Hier ist die Projektplanung mit dem Programm GanttProject zu sehen. Alle verschiedenen Planungsschritte sind hier eingetragen und die Verfolgung der aktuellen Projektphase ist leicht nachvollziehbar. Die Datei wird immer aktuell gehalten, um jederzeit einen aktuellen Überblick zu gewährleisten.
== Weblinks ==
== Weblinks ==


Aktuelle Version vom 23. November 2024, 13:33 Uhr

Autor: Anivesh Kumar und Marius Hoffknecht
Betreuer: Marc Ebmeyer


Einleitung

Die Spieler müssen 3 Rätsel lösen, die von der Quiz Box ausgegeben werden. Sobald alle Rätsel richtig gelöst sind, öffnet sich automatisch eine kleine Kiste, die den Code für das nächste Schloss enthält. Die Quiz Box ist mit 3 Displays, 3 Potentiometern 2 RGB-LEDs und ein RGB LED Platine ausgestattet und die Rätsel werden nacheinander ausgegeben. Es gibt einen Haupt-Display (D1) mit einer Haupt-Leuchte (RGB LED Platine 1). Darunter befinden sich zwei kleinere Displays (D2, D3) mit jeweils einer RGB-LED und einem Potentiometer. Die CAD-Zeichnung der Quiz Box wird noch hinzugefügt.

Rätsel:

1. Auf dem Display (D1) werden immer zwei Zahlen mit einem Komma getrennt ausgegeben. Zu jedem Zahlenpaar leuchtet die große RGB LED Platine 1 und jede Farbe steht für eine Verfahrensart, mit der die Zahlen verrechnet werden. Beispielsweise rot für +, grün für × und blau für -. Die Spieler müssen dann das richtige Ergebnis über das Potentiometer 1 am großen Display (D1) eingeben.

2. Am Display (D1) wird eine Rechenaufgabe ausgegeben, welche aus zwei gebenden Zahlen und einer Variablen besteht. Die Konstante wird ebenfalls ausgegeben und die Spieler können über einen der kleinen Displays (D2 oder D3) den Wert der Variable x verstellen. Das verstellen erfolgt über das Potentiometer (P2 oder P3).

Beispielaufgabe (leicht) : 100 + x/2 = 150 , Ergebnis: x = 100 muss am Potentiometer eingestellt werden.

3. Die RGB LED Platine leuchtet 3-mal in verschiedenen Farben. Auf den Displays D2 und D3 können die Zahlenwerte mit dem Potentiometern P2 und P3 zwischen 0 und 255 verändert werden. Die LEDs verändern je nach eingestellter Zahl ihre Farbe und es muss der richtige Wert eingestellt werden, sodass die RGB LED 1 am kleinen Display D2 genau in der gleichen Farbe leuchtet, wie der RGB LED Streifen 1.


Schwierigkeitslevel: einfach

Anforderungen

Tabelle 1: Anforderungen an die Arduino basierte Quiz Box
ID Inhalt Prio Ersteller Datum Geprüft von Datum
1 Die Displays müssen veschiedene Zeichen zu verschiedenen Zeitpunkten ausgeben können. hoch Anivesh Kumar 10.10.24
2 Das Zusammenspiel zwischen LED, Display und Potentiometer muss zu jedem Zeitpunkt einwandfrei funktionieren. hoch Anivesh Kumar 10.10.24
3 Push Button für Neustarten muss funktionsfähig sein. mittel Anivesh Kumar 10.10.24
4 Push Button muss über ein Interrupt entprellt werden. niedrig Anivesh Kumar 10.10.24
5 Servo Motor muss nach Spielende den Deckel öffnen. hoch Marius Hoffknecht 10.10.24
6 RGB-LED muss hell beleuchtet sein. mittel Anivesh Kumar 10.10.24
7 Das Quiz Box muss in eine Schuhkarton passen. mittel Anivesh Kumar 11.10.24
7 Das Lösungsbox muss in eine Schuhkarton passen. mittel Anivesh Kumar 11.10.24


Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Abb. 01: Zeichnung Quiz Box
Abb. 02: Funktionaler Systementwurf
Abb. 03: Technischer Systementwurf

Technischer Systementwurf:

Der Arduino Mega wird als Controller verwendet und vom Netzteil mit Spannung versorgt. Hier wird ein 2.2 Zoll TFT Display (D1) verwendet die über den SPI Bus angesteuert, und weitere 2x 0.96 Zoll OLED Displays (D2, D3) die über den I2C bus angesteuert werden. Zudem benötigen die Displays (D1,D2,D3) einen Anschluss an die Versorgungsspannung (VCC) und an Ground (GND). Die Display D1 hat 7 Anschlüsse die an der Arduino Mega verbunden müssen, Anschlüsse: MOSI, MISO, SCK, CS, DC, RST, LED, werden an jeweiligen Pins: 51, 50, 52, 11, 10, 9, 12 angeschlossen. Die RGB-LEDs werden mit einem Vorwiderstand von 200 Ohm direkt an die PWM-Digital-Pins des Arduino Megas 2-7 angeschlossen, RGB LED 1 an Pins: 2,3,4 und RGB LED 2 an Pins: 5,6,7. Die RGB-LED-Platine hat vier Anschlüsse. Zwei davon direkt auf Ground, einer an die Versorgungsspannung und ein Signalpin. Der Signalpin wird an den Digitalpin D3 des Arduino angeschlossen. Die Potentiometer haben drei Anschlüsse. Neben der Versorgungsspannung und Ground, werden die Analogpins am Arduino Mega angeschlossen, d.H Poti 1 an A0, Poti 2 an A1 und Poti 3 an A2. Der Servo Motor wird ebenfalls an die Versorgungsspannung und an Ground angeschlossen. Zudem wird der Signalanschluss an PWM Pin 10 des Arduino Mega verbunden. Der Push-Button wird an Digital Pin D8 des Arduinos angeschlossen und muss vor Benutzung entprellt werden.


Tabelle 2: Materialliste
Nr. Anz. Beschreibung Link
1 1 Arduino Mega 2560 https://funduinoshop.com/en/electronic-modules/other/microcontroller/funduino-mega-2560-r3-microcontroller-arduino-compatible
2 1 Push-Button https://funduinoshop.com/bauelemente/taster-und-schalter/taster/taster-mit-farbigem-knopf-12-12-6mm/12-12-9mm
3 2 RGB-LED https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-common-cathode
4 2 0,96 Zoll I2C OLED-Display (Addressierbar) https://funduinoshop.com/en/electronic-modules/displays/oled/oled-0.96-128x64px-i2c-with-jst-xh2.54-4p-socket
5 3 Potentiometer (10kOhm) https://www.reichelt.de/drehpotentiometer-mono-10-kohm-linear-6-mm-rk09k113-lin10k-p73815.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIpq2p75eEiQMV062DBx1wpANgEAQYByABEgKisvD_BwE
6 2 Breadboard https://funduinoshop.com/bauelemente/steckbretter-und-platinen/steckbretter/breadboard-steckbrett-mit-830-kontakten
7 1 Spannungsversorgung/Netzteil 9V-2A https://www.reichelt.de/steckernetzteil-18-w-9-v-2-a-hnp-18-090v2-p298327.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjwpbi4BhByEiwAMC8JnVhx27iWHYBs7eWoPl3zBAQboPI9XpAuNrob9TcWDzpgbeIBAifPDBoCFi4QAvD_BwE
8 1 Servo Motor 5V, 180 Grad https://www.reichelt.de/servo-high-end-micro-analog-jamara-033212-p238316.html?&nbc=1
9 1 RGB-LED-Platine WS2812 -> Einzel addressierbar https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-platine-ws2812-vergleichbar-mit-neopixel-verschiedene-groessen
10 1 Quiz-Box Gehäuse ggf(3D-Druck) kein
11 1 Lösungsbox Gehäuse (3D-Druck) kein
12 6 Widerstände (200 Ohm) https://www.reichelt.de/de/de/widerstand-metallschicht-200-ohm-0207-0-6-w-1--metall-200-p11609.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjw9p24BhB_EiwA8ID5Bqu7fZkor6Goc2FLSAPN7G5r5AtZQqk35ApUG4aGrIu1iPSfapAK9RoCPhoQAvD_BwE&&r=1
13 1 Breadboard Netzteil https://funduinoshop.com/diy-werkstatt/stromversorgung/batteriefaecher-und-klemmen/stromversorgungsmodul-fuer-breadboards-typ-mb102-3.3v-5v
14 ? Jumper Kabel m/m https://www.reichelt.de/entwicklerboards-steckbrueckenkabel-40-pole-m-m-30-cm-debo-kabelset15-p282701.html?&nbc=1
15 ? Jumper Kabel f/m https://www.reichelt.de/entwicklerboards-steckbrueckenkabel-40-pole-f-m-15-cm-debo-kabelset10-p282696.html?&nbc=1
16 1 DC Hohlstecker Y-Verteiler https://www.berrybase.de/dc-hohlstecker-5-5-x-2-1mm-y-verteiler-1x-buchse-2x-stecker?number=DCY1Z2&utm_source=google&utm_medium=cpc&gad_source=1&gbraid=0AAAAADSQJK4hh8xVGUmdRw2V0lESwVKvG
17 1 2.2 Zoll TFT SPI Display https://www.reichelt.de/entwicklerboards-display-lcd-2-2-220-x-176-pixel-ili9225-debo-lcd-2-2-p282504.html?&nbc=1

Komponentenspezifikation

Umsetzung (HW/SW)

Abb. 04: Verdrahtungsplan von Quiz Box


Abb. 05: Projekt Ablauf Plan von Quiz Box

Komponententest

Nr. Anz. Beschreibung Link Teststatus
1 1 Arduino Mega 2560 https://funduinoshop.com/en/electronic-modules/other/microcontroller/funduino-mega-2560-r3-microcontroller-arduino-compatible getestet
2 1 Push-Button https://funduinoshop.com/bauelemente/taster-und-schalter/taster/taster-mit-farbigem-knopf-12-12-6mm/12-12-9mm getestet
3 2 RGB-LED https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-common-cathode getestet
4 2 0,96 Zoll I2C OLED-Display (Addressierbar) https://funduinoshop.com/en/electronic-modules/displays/oled/oled-0.96-128x64px-i2c-with-jst-xh2.54-4p-socket getestet
5 3 Potentiometer (10kOhm) https://www.reichelt.de/drehpotentiometer-mono-10-kohm-linear-6-mm-rk09k113-lin10k-p73815.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMIpq2p75eEiQMV062DBx1wpANgEAQYByABEgKisvD_BwE getestet
6 2 Breadboard https://funduinoshop.com/bauelemente/steckbretter-und-platinen/steckbretter/breadboard-steckbrett-mit-830-kontakten getestet
7 1 Spannungsversorgung/Netzteil 9V-2A https://www.reichelt.de/steckernetzteil-18-w-9-v-2-a-hnp-18-090v2-p298327.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjwpbi4BhByEiwAMC8JnVhx27iWHYBs7eWoPl3zBAQboPI9XpAuNrob9TcWDzpgbeIBAifPDBoCFi4QAvD_BwE getestet
8 1 Servo Motor 5V, 180 Grad https://www.reichelt.de/servo-high-end-micro-analog-jamara-033212-p238316.html?&nbc=1 getestet
9 1 RGB-LED-Platine WS2812 -> Einzel addressierbar https://funduinoshop.com/bauelemente/aktive-bauelemente/leds-und-leuchten/rgb-led-platine-ws2812-vergleichbar-mit-neopixel-verschiedene-groessen getestet
10 1 Quiz-Box Gehäuse ggf(3D-Druck) kein kein Test notwendig
11 1 Lösungsbox Gehäuse (3D-Druck) kein kein Test notwendig
12 6 Widerstände (200 Ohm) https://www.reichelt.de/de/de/widerstand-metallschicht-200-ohm-0207-0-6-w-1--metall-200-p11609.html?PROVID=2788&gad_source=1&gclid=CjwKCAjw9p24BhB_EiwA8ID5Bqu7fZkor6Goc2FLSAPN7G5r5AtZQqk35ApUG4aGrIu1iPSfapAK9RoCPhoQAvD_BwE&&r=1 getestet
13 1 Breadboard Netzteil https://funduinoshop.com/diy-werkstatt/stromversorgung/batteriefaecher-und-klemmen/stromversorgungsmodul-fuer-breadboards-typ-mb102-3.3v-5v getestet
14 ? Jumper Kabel m/m https://www.reichelt.de/entwicklerboards-steckbrueckenkabel-40-pole-m-m-30-cm-debo-kabelset15-p282701.html?&nbc=1 getestet
15 ? Jumper Kabel f/m https://www.reichelt.de/entwicklerboards-steckbrueckenkabel-40-pole-f-m-15-cm-debo-kabelset10-p282696.html?&nbc=1 getestet
16 1 DC Hohlstecker Y-Verteiler https://www.berrybase.de/dc-hohlstecker-5-5-x-2-1mm-y-verteiler-1x-buchse-2x-stecker?number=DCY1Z2&utm_source=google&utm_medium=cpc&gad_source=1&gbraid=0AAAAADSQJK4hh8xVGUmdRw2V0lESwVKvG getestet
17 1 2.2 Zoll TFT SPI Display https://www.reichelt.de/entwicklerboards-display-lcd-2-2-220-x-176-pixel-ili9225-debo-lcd-2-2-p282504.html?&nbc=1 getestet

Ergebnis

Zusammenfassung

Lessons Learned

Projektunterlagen

Projektplan

Abbildung 04: Projektplanung mit Gantt

Hier ist die Projektplanung mit dem Programm GanttProject zu sehen. Alle verschiedenen Planungsschritte sind hier eingetragen und die Verfolgung der aktuellen Projektphase ist leicht nachvollziehbar. Die Datei wird immer aktuell gehalten, um jederzeit einen aktuellen Überblick zu gewährleisten.

Weblinks

Literatur

→ zurück zur Übersicht: WS 24/25: Escape Game

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